Radars : principes de base - Paramètres de détection

1 - Bruit en réception radar

• 1.1 - Définitions de base
  Figure 1 - Schéma « générateur-charge »
• 1.2 - Application aux récepteurs
  Figure 2 - Schéma de la température additionnelle Figure 3 - Schéma de mise en cascade d'amplificateurs Figure 4 - Température additionnelle d'une ligne adaptée Figure 5 - Température additionnelle d'un mélangeur Figure 6 - Chaîne superhétérodyne
• 1.3 - Température totale de bruit d'une chaîne de réception
  Figure 7 - Bruit recueilli par une antenne radar Figure 8 - Chaîne complète de réception
• 1.4 - Facteur de bruit
  Figure 9 - Répartition spectrale du bruit
• 1.5 - Caractéristiques fréquentielles du bruit

2 - Signal radar

• 2.1 - Expression générale
  Figure 10 - Signal vidéo et sous porteuse
• 2.2 - Puissance et énergie d'un signal
• 2.3 - Représentation vectorielle. Notion de signal vidéo complexe
  Figure 11 - Représentation de Fresnel du signal A (t) Figure 12 - Restitution de signal vidéo complexe
• 2.4 - Notion de spectre
  Figure 13 - Composition de signaux périodiques Figure 14 - Schéma de limite d'un signal périodique Figure 15 - Spectre d'un signal rectangulaire Figure 16 - Signal à spectre rectangulaire Figure 17 - Spectre d'un signal « gaussien » Figure 18 - Spectre d'un signal périodique Figure 19 - Signal à spectre périodique Figure 20 - Spectres relatifs de signaux vidéo et sous porteuse Figure 21 - Notion de filtrage Figure 22 - Notions de durée ou de largeur de spectre équivalentes

3 - Filtrage optimal du signal radar

• 3.1 - Problématique de la réception radar en présence de bruit
  Figure 23 - Filtrage + détection + seuil – Illustration des signaux obtenus Figure 24 - Paramètres d'entrée et de sortie d'un filtre pour le bruit et le signal utile
• 3.2 - Recherche du filtre optimal

4 - Équation de propagation d'un radar

• 4.1 - Rappel du rôle de l'antenne radar
  Figure 25 - Comportement d'une antenne à l'émission Figure 26 - Comportement d'une antenne à la réception
• 4.2 - Comportement de la cible – Notion de surface équivalente
  Tableau 1
• 4.3 - Équation de propagation
  Figure 27 - Schéma de l'équation de propagation d'un radar Tableau 2
• 4.4 - Application pratique

5 - Équation du radar

• 5.1 - Exposé du problème de la détection
• 5.2 - Détection d'une cible silencieuse
• 5.3 - Détection d'une cible brouilleuse
• 5.4 - Détection d'une cible dans un milieu brouilleur

6 - Aspect probabiliste de la réception radar

• 6.1 - Notions de probabilité
  Figure 28 - Illustration de la densité de probabilité f (x ) d'une variable aléatoire X Figure 29 - Illustration de la fonction de répartition F (x ) d'une variable aléatoire X Figure 30 - Schéma de loi normale ou de Gauss Figure 31 - Schéma de la loi de Laplace Figure 32 - Schéma de loi du khi2 à 4 degrés de liberté
• 6.2 - Comportement aléatoire du bruit
  Figure 33 - Illustration des sources du bruit thermique Figure 34 - Loi de probabilité du bruit après détection quadratique – Probabilité de fausse alarme Figure 35 - Composition vectorielle du signal utile et du bruit
• 6.3 - Détection d'un signal stable dans un bruit
  Figure 36 - Loi 0 de probabilité du mélange signal + bruit après détection quadratique – Probabilité de détection Figure 37 - Pd en fonction de S /B – Cible non fluctuante, loi 0 pour 3 valeurs de Pfa Tableau 3
• 6.4 - Détection de cibles fluctuantes
  Figure 38 - Loi 1 de probabilité « Swerling 1 » – Probabilité de détection Figure 39 - Pb en fonction de S /B : cible fluctuante – Loi 1, fréquence fixe pour 3 valeurs de Pfa Figure 40 - Loi 2, probabilité « Swerling 3 » – Probabilité de détection Figure 41 - Pd en fonction de S/B : cible fluctuante – Loi 2, fréquence fixe pour 3 valeurs de Pfa Figure 42 - Pd en fonction de S /B pour Pfa = 10–6 – Comparaison des 3 lois Tableau 4
• 6.5 - Radar diversité
  Figure 43 - Effet diversité – Évolution du signal : moyenne sur 4 voies Figure 44 - Organisation d'un radar diversité Figure 45 - Gain de diversité en fonction du nombre de voies pour 3 valeurs de Pfa – Loi 1 Figure 46 - Gain de diversité en fonction du nombre de voies pour 3 valeurs de Pfa – Loi 2
• 6.6 - Post-intégration
  Figure 47 - Post-intégration sur cible non fluctuante – Évolution des lois de probabilité du signal et du bruit suivant le nombre d'intégrations Figure 48 - Gain de post-intégration pour 3 valeurs de Pfa radar à fréquence fixe Figure 49 - Post-intégration sur cible rapidement fluctuante – Évolution des lois de probabilité du signal et du bruit en fonction du nombre d'intégrations Figure 50 - Gain de post-intégration pour 3 valeurs de Pfa radar à fréquence aléatoire – Loi 1 Figure 51 - Gain de post-intégration pour 3 valeurs de Pfa radar à fréquence aléatoire – Loi 2
• 6.7 - Notions sur les extracteurs
  Figure 52 - Principe de base des extracteurs Tableau 5

7 - Effets dus à la propagation des ondes radar

• 7.1 - Réflexion des ondes sur un sol plan réfléchissant
  Figure 53 - Réflexion des ondes sur un sol plan Figure 54 - Couverture radar – Effet de la réflexion des ondes sur un sol plan Figure 55 - Calcul de l'horizon radar
• 7.2 - Portées « optique » et « radar »
  Figure 56 - Diagramme radar Figure 57 - Propagation anormale Figure 58 - Effet de conduit d'ondes ou Duct
• 7.3 - Propagation anormale
• 7.4 - Atténuation des ondes radar dans l'atmosphère
  Figure 59 - Atténuation atmosphérique – Trajet A/R F > 10 GHz Figure 60 - Atténuation due à la pluie ou au brouillard – Trajet A/R

8 - Radars de poursuite

• 8.1 - Préliminaire
  Figure 61 - Modes de veille d'un radar à faisceau étroit en site et gisement Figure 62 - Association radars de veille et de poursuite pour l'acquisition d'une cible Figure 63 - Sélection en distance
• 8.2 - Poursuite distance
  Figure 64 - Génération du signal d'erreur Figure 65 - Signal d'erreur dû au bruit – Estimation de son écart-type
• 8.3 - Poursuite angulaire par scanning
  Figure 66 - Principe du balayage conique Figure 67 - Radar à balayage conique – Caractéristiques du signal d'erreur Figure 68 - Radar à balayage conique – Décomposition du signal d'erreur Figure 69 - Composition vectorielle du signal utile et du bruit Figure 70 - Radar de poursuite à scanning – Synoptique général
• 8.4 - Poursuite angulaire par monopulse
  Figure 71 - Principe des antennes monopulse Figure 72 - Antennes monopulses – Composition des signaux Figure 73 - Antennes monopulses – Allure du signal d'erreur Figure 74 - Antennes monopulses – Traitement du signal d'erreur par boucle de CAG Figure 75 - Antennes monopulses – Traitement du signal d'erreur par amplificateurs logarithmiques Figure 76 - Antennes monopulses – Loupe sur les signaux reçus au point de recoupement des lobes Figure 77 - Antennes monopulses – Traitement du signal d'erreur par amplificateurs limites Figure 78 - Antennes monopulses – Principe de la formation de la voie somme et des voies différence de site et de gisement Figure 79 - Radar de poursuite monopulse – Synoptique général